一種膨潤土基鐵炭陶粒填料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，主要組分由鐵屑、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。本發(fā)明還公開了其制備方法：將過篩后的鐵屑、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80％，然后壓制成泥餅，然后造粒、灼燒得到。本發(fā)明陶粒填料，鐵屑和活性炭粉末以膨潤土為基材，造粒后通過高溫?zé)Y(jié)融合為一體，在楊木木粉作為造孔劑的作用下，形成強(qiáng)度高且內(nèi)部多孔的球形陶粒，解決了鐵屑相互粘結(jié)和鐵炭分布不均勻的問題，既克服了傳統(tǒng)鐵炭微電解填料板結(jié)、鈍化的弊端，提高微電解反應(yīng)效率，又簡化了補(bǔ)充填料的操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說明】
一種膨潤土基鐵炭陶粒填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，本發(fā)明還涉及該陶粒填料的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]微電解法是利用金屬腐蝕原理形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的良好工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵肩過濾法等。微電解法反應(yīng)的結(jié)果是鐵受到腐蝕變成二價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液，由于鐵離子有混凝作用，它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸，形成比較穩(wěn)定的絮凝物而去除。該法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]微電解處理廢水自誕生以來，便引起國內(nèi)外環(huán)保研究學(xué)者的關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究，最近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果。微電解工藝對(duì)廢水的脫色有良好的處理效果，且具有以廢治廢，運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，因此在我國將具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外微電解填料多采用粉末狀材料，設(shè)備多采用固定床結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，推流性好，但存在不少實(shí)用性問題: 一是效率不高，反應(yīng)速度不快;二是填料易板結(jié)，造成短路和死區(qū)；三是鐵肩補(bǔ)充勞動(dòng)強(qiáng)度大。
[0004]傳統(tǒng)填料(鐵肩+炭渣)存在板結(jié)和鈍化的主要原因是由于廢鐵肩的活性太強(qiáng)，長時(shí)間接觸會(huì)相互粘接在一起，形成填料板結(jié)和反應(yīng)器內(nèi)部溝流;而且鐵肩和碳渣的密度不同，隨著水流和氣流的沖擊，原本鐵炭均勻分布的狀態(tài)會(huì)被打破，密度比較大的鐵肩會(huì)下沉到底部，密度比較小的碳渣會(huì)上升到上部，導(dǎo)致填料分布不均，而且鐵肩間的炭渣分離后進(jìn)一步助長了鐵肩的相互粘結(jié)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)填料存在板結(jié)和鈍化的問題。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，主要組分由鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。
[0008]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0009]鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1。
[0010]本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，一種膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0011]步驟1，將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒；
[0012]步驟2,將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅；
[0013]步驟3，將步驟2得到的泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15mm的球形填料，然后灼燒，得到球形鐵炭陶粒填料。
[0014]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0015]步驟2中鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1o
[0016]步驟3中灼燒是將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在600?800°C下灼燒30?60min。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明陶粒填料，鐵肩和活性炭粉末以膨潤土為基材，造粒后通過高溫?zé)Y(jié)融合為一體，在楊木木粉作為造孔劑的作用下，形成強(qiáng)度高且內(nèi)部多孔的球形陶粒，解決了鐵肩相互粘結(jié)和鐵炭分布不均勻的問題，既克服了傳統(tǒng)鐵炭微電解填料板結(jié)、鈍化的弊端，提高微電解反應(yīng)效率，又簡化了補(bǔ)充填料的操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]本發(fā)明膨潤土基鐵炭陶粒填料，主要組分由鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。
[0020]鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1。
[0021 ]上述膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0022]步驟I，將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒；
[0023]步驟2，將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，其中鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40:1，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅；
[0024]步驟3，將步驟2得到的泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15mm的球形填料，然后將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在600?800 °C下灼燒30?60min，得到球形鐵炭陶粒填料。
[0025]實(shí)施例1
[0026](I)備料
[0027]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒。
[0028](2)混合與制餅
[0029]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比10:40:40:1均勻混合，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0030](3)造粒
[0031 ] 將泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15_的球形填料。
[0032](4)灼燒
[0033]將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在800°C下灼燒60min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。
[0034]制得的填料氣孔率為17.58%，壓潰強(qiáng)度為202.3N。
[0035]實(shí)施例1得到的球形鐵炭陶粒填料應(yīng)用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應(yīng)—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的pH調(diào)節(jié)為5.0,進(jìn)入微電解反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應(yīng)時(shí)間為30min; 反應(yīng)終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間8min，反應(yīng)后的廢水沉淀2h，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率56.12%，色度去除率57.87%。
[0036]實(shí)施例2
[0037](1)備料
[0038]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒。[〇〇39](2)混合與制餅[〇〇4〇]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比8:30:25:1均勻混合， 加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。[0041 ](3)造粒
[0042]將泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15_的球形填料。
[0043](4)灼燒[〇〇44]將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在700 °C下灼燒40min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。[〇〇45]制得的填料氣孔率為21.26%，壓潰強(qiáng)度為186.4N。
[0046]實(shí)施例2得到的球形鐵炭陶粒填料應(yīng)用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應(yīng)—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的 pH調(diào)節(jié)為5.0,進(jìn)入微電解反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應(yīng)時(shí)間為30min; 反應(yīng)終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間8min，反應(yīng)后的廢水沉淀2h，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率57.34%，色度去除率58.76%。[〇〇47] 實(shí)施例3
[0048](1)備料
[0049]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒。
[0050](2)混合與制餅[〇〇51]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比9:25:30:1均勻混合， 加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0052](3)造粒[〇〇53] 將泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15mm的球形填料。
[0054](4)灼燒[〇〇55]將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在600 °C下灼燒60min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。[〇〇56]制得的填料氣孔率為25.13%，壓潰強(qiáng)度為174.2N。[〇〇57]實(shí)施例3得到的球形鐵炭陶粒填料應(yīng)用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應(yīng)—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的 pH調(diào)節(jié)為5.0,進(jìn)入微電解反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應(yīng)時(shí)間為30min; 反應(yīng)終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間8min，反應(yīng)后的廢水沉淀2h，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率59.02%，色度去除率60.25%。
[0058]實(shí)施例4
[0059](I)備料
[0060]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒。
[0061 ] (2)混合與制餅
[0062]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比12:38:39:2均勻混合，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0063](3)造粒
[0064]將泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15_的球形填料。
[0065](4)灼燒
[0066]將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在800°C下灼燒30min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。
[0067]制得的填料氣孔率為22.59%，壓潰強(qiáng)度為193.2N。
[0068]實(shí)施例4得到的球形鐵炭陶粒填料應(yīng)用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應(yīng)—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的pH調(diào)節(jié)為5.0，進(jìn)入微電解反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應(yīng)時(shí)間為30min;反應(yīng)終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間8min，反應(yīng)后的廢水沉淀2h，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率58.24%，色度去除率59.96%。
[0069]實(shí)施例5
[0070](I)備料
[0071 ]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒。
[0072](2)混合與制餅
[0073]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比10:19:25:1均勻混合，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0074](3)造粒
[0075]將泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10_15mm的球形填料。
[0076](4)灼燒
[0077]將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在700°C下灼燒30min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。
[0078]制得的填料氣孔率為26.77%，壓潰強(qiáng)度為183.5N。
[0079]實(shí)施例5得到的球形鐵炭陶粒填料應(yīng)用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應(yīng)—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的pH調(diào)節(jié)為5.0，進(jìn)入微電解反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應(yīng)時(shí)間為30min;反應(yīng)終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間8min，反應(yīng)后的廢水沉淀2h，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率59.68%，色度去除率60.85%。
[0080]實(shí)施例6
[0081](I)備料
[0082]將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒。[〇〇83](2)混合與制餅[〇〇84]將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉以質(zhì)量比12:38:39:2均勻混合， 加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅。
[0085](3)造粒
[0086] 將泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15_的球形填料。
[0087](4)灼燒[〇〇88]將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在600 °C下灼燒50min，燒制成球形鐵炭陶粒填料。[〇〇89]制得的填料氣孔率為27.37%，壓潰強(qiáng)度為168.9N。[〇〇9〇]實(shí)施例6得到的球形鐵炭陶粒填料應(yīng)用于廢水處理，其工藝流程為:pH調(diào)節(jié)—微電解反應(yīng)—pH回調(diào)—混凝沉淀，首先用硫酸將CODcr為120mg/L，色度為120倍的待處理廢水的 pH調(diào)節(jié)為5.0,進(jìn)入微電解反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，球形鐵炭陶粒用量為3g/L，反應(yīng)時(shí)間為30min; 反應(yīng)終止后，用NaOH將微電解出水的pH調(diào)節(jié)為7.5，加入用量為0.5mg/L的PAM進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間8min，反應(yīng)后的廢水沉淀2h，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液即為此工藝流程的最終出水。經(jīng)上述工藝流程處理的廢水，CODcr去除率61.76%，色度去除率62.13%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種膨潤土基鐵炭陶粒填料，其特征在于，主要組分由鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨潤土基鐵炭陶粒填料，其特征在于，鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40: 19.5?40: I。3.一種膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟I，將鐵肩、活性炭粉末和膨潤土經(jīng)100目細(xì)篩進(jìn)行篩選，以除去較大的顆粒； 步驟2，將過篩后的鐵肩、活性炭粉末、膨潤土、楊木木粉混合均勻，加水調(diào)節(jié)混合物的干度為80%，然后壓制成泥餅； 步驟3，將步驟2得到的泥餅送入造粒機(jī)，制成直徑10-15mm的球形填料，然后灼燒，得到球形鐵炭陶粒填料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，其特征在于，步驟2中鐵肩、活性炭粉末、膨潤土和楊木木粉質(zhì)量比為6?10:19?40:19.5?40: I。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的膨潤土基鐵炭陶粒填料的制備方法，其特征在于，步驟3中灼燒是將球形填料放入氣氛爐，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，在600?800 °C下灼燒30?60min。
【文檔編號(hào)】C02F1/461GK106006854SQ201610496137
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】羅清, 張安龍, 景立明, 劉葉, 吳養(yǎng)育, 王森, 張希娟, 張丹
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)